CN108349566B - 自行车快速释放机构的锁定装置 - Google Patents

Abstract

描述了使用单侧安装将自行车轮(2)安装到自行车车架(1)的轮毂上的快速释放装置。快速释放装置包括多个杆(12)，每个杆可在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置车轮保持在自行车轮毂上，在打开位置车轮可自由移除。锁定环(21)安装在自行车车轮上，并可在打开位置和锁定位置之间转动。当锁定环(21)处于锁定位置时，锁定环(21)上的钩(24)可与安装在杆(12)上的销(26)接合，以防止杆(12)移出其关闭位置。锁定环(21)可以安装到杆盖板(18)上，所述杆盖板固定到车轮上并且布置成当它们处于其关闭位置时部分地覆盖杆(12)。杆盖板(18)可以具有窗口(27)，指示器通过所述窗口可见，以指示锁定环(21)的位置。

Description

自行车快速释放机构的锁定装置

技术领域

本发明涉及自行车领域，尤其涉及自行车快速释放机构的锁定装置。

背景技术

在自行车领域内，自行车车轮可以通过螺纹轴和螺母或通过所谓的“快速释放”机构连接到自行车车架。关于螺纹轴和螺母附件，轮毂具有带有突出端的螺纹中心轴，以容纳被拧紧以将轮毂固定到自行车车架上的螺母。这种连接方法的好处是它坚固耐用，并且在适当拧紧时，骑车人通常不必将检查车轮与自行车车架的连接作为预骑行安全检查的一部分。这种螺纹轴和螺母紧固机构的缺点在于它需要工具，并且例如如果用户想要运输或存放自行车，则将自行车车轮拆卸或连接到自行车车架上是不方便的。

所谓的“快速释放”机构使得免工具使用且方便地将自行车车轮拆卸和连接到自行车车架并且该机构被广泛使用和被很好地理解。自行车车轮快速释放通常包括用户无需特殊工具的可以用手打开或关闭的杆，并且通过该过程，杆将影响车轮连接至车架的夹紧力。在打开位置，快速释放机构将松动然后车轮可轻松从车架上拆下。在关闭位置，车轮通过车轮快速释放机构和自行车车架之间的高夹紧力紧固且保持牢固。杆将具有大致螺纹紧固件类型的装置，用于调节将车轮保持在自行车车架上的夹紧力。快速释放机构的优点是用户无需工具就可以容易且方便地将自行车车轮拆卸或连接到自行车车架。

为了有效地操作，需要适当调节自行车快速释放机构，并且杆需要处于关闭位置。然而，在许多情况下，自行车快速释放机构的完整性可能受到损害，使得在正常骑行期间车轮可能从自行车脱离，从而造成骑车人受伤的风险。例如，在正常骑行期间，由于公路振动或碎片撞击，自行车快速释放可能会变松。快速释放杆的目的是在无需工具的情况下简单且方便地打开和关闭，因此可以打开快速释放杆，例如在定期维护自行车期间和在骑行之前不经意地并没有再次关闭。在其他情况下，例如如果自行车存放并且幼童可以使用，当儿童好奇或玩耍时会打开快速释放杆。在其他情况下，用户可以根据制造商的指导原则省略调整快速释放，或者快速释放杆可能被第三方篡改。

为了解决由上述情况引起的问题并确保快速释放机构在骑行时的完整性，用户需要对每个快速释放杆执行预骑行安全检查以确保它们已正确调节并且处于关闭位置。这是通过物理地打开和关闭杆来检查其是否具有合适的张力，然后目视检查杆是否处于完全关闭位置来完成的。

绝大多数自行车车轮安装在连接到轮毂两侧的自行车车架上的车轴上。前车轮安装在大致叉状的车架元件中，而后车轮安装在连接到车架上的一对车轮吊架之间。这些所谓的“双面安装车轮”可以在每个车轮上设置快速释放机构，其形式为与车轮滚动轴同心并穿过轮轴中心的张力杆。当凸轮处于关闭位置时，张力杆一端的拉紧凸轮和张力杆另一端的锁紧螺母与自行车车架接合，以将车轮夹紧在自行车车架上。通过将凸轮从关闭位置转出，杆中的张力释放并且夹紧松开。

一些现代自行车设计有所谓的“单侧安装”车轮，由此每个车轮安装至可旋转地安装在固定到车架的轴上的轮毂架。该轴只在一端固定在车架上，另一端则是自由端，这样车轮就可以通过将其配合在轮毂架的自由端上来安装。用于快速安装和将车轮安装至轮毂架。车轮可以通过接合轮毂架的螺纹端的常规螺纹紧固件来保持紧固。然而，可以在车轮和轮毂架之间设置快速释放机构。

具有单侧安装的自行车车轮和快速释放机构的自行车的一个例子是由KarbonKinetics有限责任公司制造的

欧洲专利1618034中描述了用于

单侧安装车轮的快速释放机构。

每个

车轮具有三个快速释放杆。这种布置的好处是，它提供了三重冗余安全系数，其中三个快速释放杆将车轮保持在轮毂上，而不是一个快速释放杆。如果一个快速释放机构受到损害，则剩下两个快速释放机构会将车轮保持在自行车轮毂上。

与传统的双侧安装车轮快速释放机构一样，

车轮快速释放机构的单侧安装设计允许每个快速释放杆随时调整并根据需要调整以确保夹紧力充足。同样，为了确保快速释放机构的完整性，与传统的双侧安装的车轮快速释放机构一样，用户需要对每个快速释放杆执行预骑行安全检查以确保正确调节它们并且其处于关闭位置。这是通过物理地将每个杆移出再返回到关闭位置以检查其是否具有适当的张力，然后目视检查每个杆是否完全处于关闭位置来完成的。这种三重冗余设计的缺点在于，在自行车上有两个车轮的情况下，在骑行之前，除了执行关闭的每个杆的目视检查之外，用户还需要通过打开和关闭每个杆来检查六个快速释放杆，这个过程对于用户而言可能是不方便的。

主要的不便之处在于通过物理地打开和关闭每个杆以及目视检查每个杆是否处于关闭位置来单独检查六个快速释放杆。

发明内容

本发明提供了一种用于自行车车轮的快速释放机构，其可以允许用户对每个车轮执行单次目视检查，同时也消除了打开和关闭每个快速释放杆的必要，由此使所需的预骑行安全检查更方便。

本发明在一个方面提供了一种用于自行车车轮的快速释放机构，该自行车车轮具有一个或多个杆，该杆能够在将车轮保持于轮毂心轴之上的接合位置和可移除车轮的释放位置之间移动，快速释放机构包括安装于自行车车轮上的可在锁定位置和打开位置之间移动的锁定装置，其中当锁定装置处于锁定位置时，锁定装置可与所述一个或多个杆接合以防止杆脱离其接合位置。

在一个有利的实施例中，本发明提供了一种用于自行车车轮的快速释放机构，该快速释放机构通过仅在其一个轴向端部连接至车架的轮毂心轴安装至自行车车架，并且其中快速释放机构包括一个或多个在关闭位置和释放位置之间的移动杆，在关闭位置将车轮保持于自行车的轮毂心轴上，在释放位置车轮可以从自行车的轮毂心轴上移开，快速释放机构包括锁定装置，其在打开位置和锁定位置之间移动，所述一个或多个杆可在打开位置移动，在锁定位置锁定环防止杆移出其关闭位置。

在本发明的第二方面中，提供了一种包括这种快速释放机构的自行车轮毂组件。

在本发明的第三方面中，提供了一种包括这种快速释放机构的自行车车轮。

在本发明的第四方面中，提供了一种具有至少一个通过这种快速释放机构固定在自行车车架上的车轮的自行车。

锁定装置可以包括锁定环，该锁定环在杆处于关闭位置时与设置在每个快速释放杆上的相应的快速释放杆锁定销机械接合，以防止杆移出其关闭位置。

锁定环可以围绕车轮的中心轴在锁定位置和打开位置之间旋转，并且可以安装成可相对于车轮快速释放杆盖自由旋转。可以设置锁定环保持器以将锁定环固定至杆盖。

优选地，锁定环设置有与杆盖或自行车车轮上的锁销相配合的插销装置，该插销装置是可操作的以将锁定环保持在锁定位置。插销装置用于在正常骑行期间防止锁定环转动至打开位置。

优选地，快速释放机构设置有目视指示器，这样用户可以从机构的目视检查中确定锁定环是处于锁定位置还是打开位置。

锁定环可以由三个锁定环钩部件形成，使得当快速释放杆处于其关闭位置并且锁定环旋转至锁定位置时，每个锁定环钩部件与相应的快速释放杆锁定销接合，使得快速释放杆不会不慎移动至其释放位置。

锁定环具有使得用户能够有意地将锁定环手动旋转到锁定或非锁定位置的部件。为打开快速释放杆，锁定环由用户旋转到非锁定位置，其通过适当的力度克服防开启部件并且通过锁定和未锁定的视觉键部件确认处于非锁定位置，锁定环钩部件同时与所有三个快速释放锁定销脱离，从而允许打开快速释放杆并且将自行车车轮从自行车轮毂拆下。

由于锁定环是一个均匀的组件并且能够与所有三个快速释放杆同时接合或脱离，所以本发明提供了一种既新又改进的单侧安装式车轮快速释放机构，由此用户对车轮快速释放机构的预骑行检查变得非常简便，它可以只需一次目视检查以确认锁定环处于锁定位置并确保所有快速释放杆都保留并处于适合安全骑行的关闭位置。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的优选实施例，其中：

图1是结合有根据本发明的快速释放机构的自行车的透视图；

图2和3分别是现有技术的快速释放机构的截面图和透视图；

图4是根据本发明的包括插销装置的快速释放机构的透视图；

图5是根据本发明的包括处于关闭位置的锁定环的快速释放机构的正视图；

图6是根据本发明的包括处于打开位置的锁定环的快速释放机构的正视图；

图7是根据本发明的示出锁定环钩部件和快速释放杆的锁定销的快速释放机构的横截面图；和

图8是锁定环的正视图。

具体实施方式

现在参照附图，图1阐释了具有通过快速释放机构3将单侧安装的自行车车轮2连接至自行车车架1的自行车车架1。

图2和3分别是用于将自行车车轮2安装到包括变速箱4的自行车的轮毂心轴上的现有技术的布置方式的截面图和透视图，如欧洲专利1618034中所述。轮毂心轴仅在其一个轴向端部安装到自行车车架，使得其他轴向端部自由地安装和拆卸车轮而不干扰轮毂心轴和自行车车架之间的连接。

在图2和3所示的布置方式中，轮毂变速箱4的外壳5在其自由端形成有具有外侧圆周状凹槽7的圆柱形突起部分6。自行车车轮2形成有中心孔腔8，该中心孔腔8与轮毂的圆柱形部分6的外表面紧密接合。在孔腔8附近，车轮2设有三个螺纹孔隙9，螺纹紧固件10穿过并延伸出孔隙9。螺纹紧固件10的一端具有扩大的顶端11，操作杆12连接到该顶端。远离顶端11的紧固件10的端部一侧伸出螺纹孔隙9。

操作杆12的一端具有手柄部分13，并且在紧固件10的顶端11附近具有接合凸角14。每个操作杆12都可以在释放位置和关闭位置之间移动，在释放位置处杆相对于车轮大体径向地延伸，在关闭位置处杆相对于车轮大体周向地延伸。

为了将轮子安装到轮毂变速箱，操作杆12移动到其释放位置，并且车轮抬高，使得圆柱形突起部分6进入车轮2的孔腔8中。然后车轮与外壳5对齐，使得紧固件10的突出端进入凸缘16的间隙开口15，该凸缘16位于围绕变速箱的外壳5的圆柱形突出部分6的基部。然后操作杆12通过手柄部分13转动到其关闭位置，使得杆12的接合凸角14接合至圆周状凹槽7。随着杆12与凹槽7中的接合凸角14一起旋转，紧固件10和螺纹孔隙9之间的螺纹接合使得车轮2牢固地夹紧在凸缘16上，由于紧固件10从螺纹孔隙9中抽出，其中接合凸角14与凹槽7的侧壁接触。

通过将杆12旋转到其释放位置(沿图3中所示的顺时针方向)，将车轮从轮毂5释放出来，以便将接合凸角14从凹槽7中抽出。然后可以将车轮2沿着车轮轴线方向17相对于轮毂5轴向移开。

可以理解的是，为了检查车轮安装至轮毂的安全性，必须检查三个杆12中的每一个以确定正确定位和正确张力。

现在参照图4至8，其阐释了上述类型的快速释放机构，并且进一步包括根据本发明的用于将操作杆12保持在其关闭位置的可释放锁定装置。在以下描述中，将使用相同的附图标记来描述对应于图2和3所示出的组件。

在所示的实施例中，快速释放机构包括车轮快速释放杆盖18，其是通过三个安装螺钉19连接到自行车车轮2的平板。三个快速释放杆12位于盖18和车轮2之间，并且可围绕安装至车轮的相应的枢轴销20旋转。该枢轴销20可以延伸出车轮2并进入盖平板18的开口。如图8所示，杆盖18具有与车轮轴线17同轴的圆形中央开口18a。

在图4和5中，展示了快速释放杆12处于其关闭位置的状态，并且可以使每个杆12围绕其枢轴20顺时针旋转而将快速释放杆12移动到释放位置。

锁定环21可旋转地安装至杆盖18。锁定环21具有容纳在杆盖18的开口18a中的中央凸缘22。中央凸缘22包括三个径向外延的尖端22a，其功能将在下文描述。尖端22a接合杆盖18的开口18a以定位锁定环以便其相对于杆盖18旋转。

杆盖18由三个与中央开口18a相邻的周向延伸的狭槽18b形成，从而在每个狭槽和中央开口18a之间限定了柔性肋条18c。每个肋条18c的长度在中间是向内突出的插销18d。随着锁定环21从“锁定”位置移动到“打开”位置，每个尖端22a接合插销18d并且径向地向外推动插销18d，从而弯曲肋条18c。在尖端22a穿过插销18d之后，弹性肋条18c将插销18d返回到其径向向内的位置，从而防止锁定环21在无协助的情况下移动到别的位置。尖端22a和插销18d之间的接合构成一个锁定装置，该锁定装置将锁定环保持在“锁定”或“打开”位置。可以预见的是，凸缘22可以设置有两个尖端22a以接合每一个插销18d，使得当锁定环21处于其“锁定”位置时，尖端22a中的一个与插销18d接合以使锁定环保持在该位置，并且当锁定环21处于其“打开”位置时，尖端22a中的另一个接合插销18d以将锁定环保持在该位置。可替代地，尖端22a中的一个可以与两个插销18d接合以分别将锁定环21保持在其两个位置中。其他锁定装置，例如偏心弹簧或弹簧加载的锁销可预见的将锁定环保持在其“打开”或“锁定”位置。

在替代实施例中，杆盖18可以由多于或少于三个周向延伸的狭槽18b形成，并且锁定环21的凸缘22可以由相应的更多或更少的尖端22a形成。

锁定环保持器23具有轴向凸缘23a和径向凸缘23b，轴向凸缘23a接合在锁定环21的凸缘22内以将保持器23固定至锁定环21。径向凸缘23b向外延伸以接合杆盖18的暴露侧，以将锁定环21保持在杆盖18上，使得锁定环21可以围绕自行车车轮2的旋转轴17顺时针或逆时针移动。锁定环21和锁定环保持器23由优选由轻质量金属合金例如铝制成，但也可以由合适的塑料材料制成，例如通过注射模塑。优选地，锁定环保持器23和锁定环21通过将凸缘22和23a干涉压力配合地刚性连接在一起，或者它们可以通过配合的螺纹连接，通过焊接或通过模制或粘合剂来连接。

锁定环21具有围绕其外圆周布置的三个圆周指向的钩部件24，并在图8中可以最好地看到。在每个钩部件的径向最外端形成操作手柄25，其朝杆盖18的径向外边缘延伸。操作手柄25让用户能够将锁定环在其打开和关闭位置之间旋转。在所阐释的实施例中，每个杆12包括从杆12延伸到锁定环21的平面的锁定销26。每个杆12的锁定销26是这样定位的，当杆12处于其关闭位置并且锁定环21处于图5中所示的“锁定”位置时，锁定销26接合在锁定环21的钩24中。在该位置，防止释放杆12离开其关闭位置，从而防止杆12的凸轮凸角14从自行车轮毂中的凹槽释放出来，从而防止车轮的移位。锁定环21的每个钩24是以这样的形式构成，通过将锁定环21沿逆时针方向旋转到图6所示的“打开”位置，钩24从其各自的锁定销26移开。这就允许用户手动地推动每个杆12的手柄部分13，以便将杆12移动到其释放位置，从而将凸轮凸角14从自行车轮毂中的凹槽中移出并且允许移出车轮。在所阐释的实施例中，快速释放杆盖18具有开口或可视键窗口27，并且锁定环21设置有确定位置的标记28和29，使得当锁定环21处于其锁定位置时，通过可视键窗口27可看到其中一个标记，而当锁定环21处于其打开位置时，通过可视键窗口27可见另一个标记。标记可以采取图形标记的形式，例如打开和闭合的挂锁符号，“对钩号”和“十字”符号，或者“竖起拇指”和“拇指向下”符号，或者可以简单地是诸如红色区域和绿色区域之类的颜色，当锁定环处于其“锁定”位置时，其中的一个(例如“对钩号”、“竖起拇指”或绿色)是可见的，并且另一个(例如“十字”、“拇指向下”或红色)在锁定环处于其“打开”位置时可见。在图5的正视图中，示出了释放杆12处于其关闭位置，并且锁定环21处于其“锁定”位置，其中三个锁定环钩部件24中每个都防止相应快速释放锁定销26的径向向外移动，以防止快速释放杆12移出其关闭位置。在锁定环21的该位置，“闭合的挂锁”标记29通过窗口27可见。

在图6的正视图中，锁定环21已经从图5的锁定位置逆时针旋转到“打开”位置。在运动期间，尖端22a接合，偏转，然后移动经过插销18d。释放杆12的锁定销26脱离钩24，因此不会被钩24牵引而径向向外移动。快速释放杆21可自由地围绕它们各自的枢轴20顺时针旋转至其“打开”位置，示出最上面的(在图中)释放杆12处于打开位置。通过将所有三个释放杆旋转到其打开位置，车轮和自行车轮毂之间的接合释放出来，并且车轮可以移出。释放杆盖18具有窗口27，使得当锁定环21处于该打开位置时，可视“解锁挂锁”标记28通过可视键窗口27可见。标记28和29优选地被激光蚀刻到锁定环21上，但是也可以通过例如涂漆、丝网印刷、冲压或模制的任何合适的替代手段来施加或形成标记28和29。

车轮快速释放杆盖18的径向内边缘示出为由锁定环21和锁定环保持器23封装。车轮快速释放杆盖通过安装螺钉19固定到自行车车轮上，并且成形为基本上覆盖处于关闭位置的快速释放杆12。

如图7的横截面图所示，锁定环21示出为刚性连接至锁定环保持器23并且包围车轮快速释放杆盖18的内部径向边缘，使得锁定环21和锁定环保持器23能够相对于车轮快速释放杆盖18围绕车轮旋转轴17转动。快速释放锁定销26示出为连接至其上的快速释放杆12，快速释放锁定销26具有大致圆柱形外形并从闭合快速释放杆12处突起，使得锁定环钩部件24可基本上与快速释放锁定销26接合。理想地，快速释放锁定销26通过模制过程或通过螺纹紧固或粘合剂与闭合快速释放杆12连接。锁定环保持器23和锁定环21可通过干涉压力配合或通过焊接或模制或粘合剂刚性连接。

Claims (9)

1.一种用于自行车车轮的快速释放机构，所述快速释放机构具有一个或多个杆，所述杆可在车轮保持于轮毂心轴之上的接合位置和移出所述车轮的释放位置之间移动，

所述快速释放机构包括安装在自行车车轮上的锁定装置，所述锁定装置可在锁定位置与打开位置之间移动，其中当所述锁定装置处于锁定位置时，所述锁定装置与一个或多个杆接合以防止所述杆脱离其所接合的位置，

所述锁定装置包括以周向延伸的钩为形状的锁定环，并且其中在每个杆上设置有相应的锁定销，该布置使得当所述杆处于其接合位置时，所述锁定环的钩可与所述锁定销接合以防止所述杆移出其接合位置。

2.根据权利要求1所述的快速释放机构，其特征在于，所述锁定环围绕所述车轮的中心轴在锁定位置和打开位置之间旋转。

3.根据权利要求1或2所述的快速释放机构，其特征在于，在所述车轮上安装有杆盖，以在所述杆处于其接合位置时部分地覆盖所述杆，并且所述锁定环安装在所述杆盖上以相对于杆盖自由旋转。

4.根据权利要求3所述的快速释放机构，其特征在于，设置有锁定环保持器以将所述锁定环固定到所述杆盖。

5.根据权利要求3所述的快速释放机构，还包括插销装置，所述插销装置可操作设置于所述锁定环与所述杆盖之间以将所述锁定环保持在其锁定位置。

6.根据权利要求1所述的快速释放机构，还包括用于指示所述锁定环处于锁定位置或者打开位置的目视指示器。

7.一种自行车轮毂，其包括根据权利要求1所述的快速释放机构。

8.一种自行车车轮，其包括根据权利要求1所述的快速释放机构。

9.一种具有自行车车架和两个车轮的自行车，其特征在于，至少一个车轮通过根据权利要求1所述的快速释放机构固定至所述自行车车架。

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